0
Tải bản đầy đủ (.doc) (38 trang)

Lê Xuân Đơng GV THCS Nguyễn Biểu Hỡnh7

Một phần của tài liệu GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ LỚP 9 (Trang 31 -38 )

III. Luyện tập Bài 1.

Lê Xuân Đơng GV THCS Nguyễn Biểu Hỡnh7

2 B B A R

U

0

Đ

2

Đ

1

C

R

A B

V

Hỡnh 7.1

GỢI í: (theo hỡnh vẽ 7.2)

Tớnh điện năng tiờu thụ của mỗi hộ ( A= P.t); tớnh thành tiền mỗi hộ; tớnh số tiền cả xó (450 hộ). Biết PTB mỗi hộ và số hộ cả xó, tớnh được cụng suất điện P xó nhận được.

a) Mạng điện của xó được kớ hiệu là R, giữa hai điểm A,B (như hỡnh 7.2) + Dũng điện chạy trờn dõy tải và dũng điện qua cụng tơ xó bằng nhau cú giỏ trị là I= P

U .

Gọi U là hiệu điện thế “sụt” trờn dõy tải; cụng suất mất mỏt trờn dõy là: P= U.I; Cụng suất sử dụng của xó là : P = U.I.

Theo đề bài hiệu xuất truyền tải năng lượng là 68%, cú nghĩa cụng suất mất mỏt là 32%. Chia ' P P <=> ' 32 68 150 U = => U.

+ Hiệu điện thế phỏt đi từ trạm dõy bằng : U+ U. + Điện trở đường dõy tải : Rd =U'

I

+) Tớnh tiết diện thẳng của dõy từ cụng thức: Rd = ρSl .

Bài 3.Trờn một búng đốn cú ghi: 220V- 100W.

Tớnh điện trở của đốn. (giả sử điện trở của đốn khụng phụ thuộc nhiệt độ).

a) Khi sử dụng mạch điện cú hiệu điện thế 200V thỡ độ sỏng của đốn như thế nào? Khi đú cụng suất điện của đốn là bao nhiờu?

Tớnh điện năng mà đốn sử dụng trong 10giờ. GỢI í:

a) Tớnh RĐ.

b) Tớnh PĐ khi dựng ở UAB=200V; so với Pđm=> độ sỏng của đốn. c) Tớnh điện năng đốn sử dụng trong 10giờ.

Đs: a) 484Ω; b) 82,6W; c) 2973600J.

Bài 4. Cú hai búng đốn loại 12V- 0,6A và 12V- 0,3A.

Cú thể mắc hai búng đú nối tiếp với nhau rồi mắc vào hai điểm cú hiệu điện thế 24V được khụng? Vỡ sao?

Để cỏc búng sỏng bỡnh thường, cần phải mắc như thế nào? GỢI í:

Tớnh R1, R2.

+ Khi mắc hai búng nối tiếp, ta cú: 1 1 1 1 1 2

2 2 1 2 1 2 , U R U R U U U = R <=>U U = R R => + + ;

+ So sỏnh U1 với Uđm1, U2 với Uđm2 để nhận xột độ sỏng của hai đốn. Từ kết quả trờn đưa ra cỏch mắc hai đốn.

Đs: a) Khụng vỡ: U1 < Uđm1 => Đốn 1 sỏng mờ; U2 > Uđm2 => Đốn 2 cú thể chỏy. b) Phải mắc (Đ1 // Đ2) vào UAB = 12V

Bài 5. Cú 3 búng đốn: Đ1 (6V- 6W); Đ2 ( 6V- 3,6W) và Đ3 ( 6V- 2,4W). Tớnh điện trở và cường độ dũng điện định mức của mỗi búng đốn.

Lê Xuân Đơng - GV THCS Nguyễn Biểu

Phải mắc cả ba búng đốn núi trờn như thế nào vào hiệu điện thế U = 12V để cả ba búng đốn đều sỏng bỡnh thường. Giải thớch?

GỢI í:

b) Dựa vào kết quả (cõu a) đưa ra cỏch mắc ba đốn vào UAB= 12V để chỳng sỏng bỡnh thường. Giải thớch? Vẽ sơ đồ cỏch mắc đú. Đs: a) 6Ω; 10Ω;15Ω; I1 = 6 6 A; I2 = 10 6 A; I3 = 15 6 A; b) Mắc Đ1 nt (Đ2 // Đ3) Vỡ khi đú U1 = U23 = 2 U = 6V = Uđm. Bài 6.

Cho mạch điện như hỡnh 8.1, trong đú U=12V và R3= 4Ω.

Khúa K mở: Ampe kế chỉ 1,2A. Tớnh điện trở R1. Khúa K đúng: Ampe kế chỉ 1,0A. Xỏc định R2 và cụng suất tiờu thụ của cỏc điện trở R1, R2, R3.

GỢI í: (Theo hỡnh vẽ 8.1) K mở: tớnh RAB=> R1.

K đúng: tớnh U1=> U3, rồi tớnh R2.Dựa vào cụng thức: P= U.I để tớnh P1,P2,P3

Đs: a) 6Ω; b) 12Ω; 6W; 3W; 9W. III. Luyện tõp

Bài 1.

Cú sỏu búng đốn giống nhau, được mắc theo hai sơ đồ( hỡnh 8.2a,b). Hiệu điện thế đặt vào hai điểm A và B trong hai sơ đồ bằng nhau. Hóy cho biết đốn nào sỏng nhất, đốn nào tối nhất? Hóy xếp cỏc đốn theo thứ tự cụng suất tiờu thụ giảm dần. Giải thớch.

Đs: P6 > P1 > P4, P5> P2, P3; nghĩa là Đ6 sỏng nhất, đốn Đ2 và Đ3 tối nhất.

Bài 2.Một người đọc trờn chiếc quạt trần nhà mỡnh, thấy ghi 220V nhưng khụng thấy ghi oỏt. Người ấy tắt hết mọi dụng cụ dựng điện trong nhà, thấy cụng tơ chỉ 837,2kWh và cho quạt quay lỳc 11giờ. Khi cụng tơ chỉ 837,4kWh thỡ đồng hồ chỉ 1giờ 30 phỳt.

Em hóy tớnh cụng suất của quạt. Đs: 80W.

Bài 3.Trờn bàn là cú ghi 110V – 550W, trờn đốn cú ghi 110V – 100W.

Nếu mắc bàn là nối tiếp với đốn vào mạch cú hiệu điện thế 220V thỡ đốn và bàn là hoạt động cú bỡnh thường khụng? Tại sao?

Muốn cả đốn và bàn là hoạt động bỡnh thường thỡ ta phải mắc thờm một điện trở. Hóy vẽ sơ đồ mạch điện và tớnh giỏ trị điện trở đú?

Đs: a) Iđ > Iđmđ => Đốn sẽ chỏy hỏng.

Ibl < Iđmbl => Mặc dự bàn là khụng bị hỏng nhưng do đốn hỏng nờn làm cho mạch bị hở, dũng điện khụng qua đốn nờn bàn là ngừng hoạt động.

b) Sơ đồ mạch điện:[(Đ // R) nt Rbl]. Học sinh tự vẽ sơ đồ; Kết quả R = 27Ω.

Bài 4.Một gia đỡnh dựng 3 búng đốn loại 220V – 30W, một búng đốn loại 220V – 100W, một nồi cơm điện loại 220V – 1kW, một ấm điện loại 220V – 1kW, một ti vi loại 220V – 60W, một

Lê Xuân Đơng - GV THCS Nguyễn Biểu 33

Đ

6 6

Đ

5

Đ

4

Đ

3

Đ

2

Đ

1

B

A

B

A

Hỡnh 8.2 a) b) U A Hỡnh 8.1 A R 2 R 1 R3

bàn là loại 220V – 1000W. Hóy tớnh tiền điện gia đỡnh cần phải trả trong một thỏng(30 ngày, mỗi ngày thời gian dựng điện của: Đốn là 4 giờ, nồi cơm điện là 1 giờ, ấm điện là 30 phỳt, ti vi là 6 giờ, bàn là là 1 giờ). Biết mạng điện thành phố cú hiệu điện thế 220V, giỏ tiền là 600 đ/kWh (nếu số điện dựng dưới hoặc bằng 100 kWh), 1000đ/kWh, nếu số điện dựng trờn 100 kWh và dưới 150 kWh.

GỢI í:+ Điện năng tiờu thụ của gia đỡnh trong 1 thỏng: A1 ngày = Ađ + Anc + Aấm + Ati vi + Abl.

A1 thỏng = 30. A1 ngày.

+ Dựa vào kết quả điện năng tiờu thụ trong 1 thỏng tựy theo đơn giỏ và giỏ tiền phải trả theo quy định để tớnh ra số tiền phải trả.

Đs: 68 600 đồng.

Bài 5.Hai búng đốn cú ghi Đ1: 6V – 3W; Đ2: 6V -6W. So sỏnh điện trở của chỳng khi chỳng sỏng bỡnh thường.

Để chỳng sỏng bỡnh thường khi mắc vào hiệu điện thế 12V. Ta phải mắc thờm điện trở RX nối tiếp với bộ hai búng đốn. Tớnh RX.

GỢI í: a) Tớnh Rđ1, Rđ2 dựa vào Uđm và Pđm của mỗi đốn, rồi so sỏnh Rđ1, Rđ2.

b) Để hai đốn sang bỡnh thường phải mắc [ (Đ1 // Đ2 ) nt Rb ]. Hs tự vẽ sơ đồ mạch điện. + Tớnh Iđm1, Iđm2 dựa vào Uđm và Pđm của chỳng.

+ Tớnh cường độ mach chớnh I theo Iđm1, Iđm2.

+ Tớnh điện trở tương đương của mạch: R theo U và I. Mặt khỏc R = Rđ12 + Rx => Tớnh Rx. Đs: a) Rđ1 = 2 Rđ2; b) Rx = 4Ω.

Bài 6. Cho mạch điện như hỡnh 8.3. Trong đú: R1 là một biến trở; R2 = 20Ω, Đ là đốn loại 24V – 5,76W. Hiệu điện thế UAB luụn khụng đổi; điện trở cỏc dõy nối khụng đỏng kể; vụn kế cú điện trở rất lớn.

1. Điều chỉnh để R1 = 5Ω, khi đú đốn Đ sỏng bỡnh thường.

a) Tớnh: Điện trở của đốn Đ, điện trở đoạn mạch AB, cường độ dũng điện, số chỉ của vụn kế và hiệu điện thế UAB.

b) So sỏnh cụng suất nhiệt giữa: R2 và R1; R2 và đốn Đ.

2. Điều chỉnh biến trở R1 để cụng suất tiờu thụ điện trờn R1 lớn nhất. Hóy tớnh R1 và cụng suất tiờu thụ điện trờn đoạn mạch AB khi đú. (coi điện trở của đốn là khụng đổi).

Chủ đề 4: ĐỊNH LUẬT JUN- LENXƠ

I. Một số kiến thức cơ bản:

Nhiệt lượng toả ra trong dõy dẫn tỷ lệ thuận với bỡnh phương cường độ dũng điện, tỷ lệ thuận với điện trở và thời gian dũng điện chạy qua .

Cụng thức: Q = I2Rt Q = 0,24 I2Rt II. Bài tập

Lê Xuân Đơng - GV THCS Nguyễn Biểu

34

A B A B R 2 R 1 Hỡnh8.3 88.388.3 8.3 V Đ

Bài 1. Một bàn là cú khối lượng 0,8kg tiờu thụ cụng suất 1000W dưới hiệu điện thế 220V. Tớnh:

Cường độ dũng điện qua bàn là Điện trở của bàn là.

Tớnh thời gian để nhiệt độ của bàn là tăng từ 200C đến 900C. Cho biết hiệu suất của bàn là H= 80%. Cho nhiệt dung riờng của sắt là 460J/kg.K.

GỢI í:

c) Tớnh nhiệt lượng Q1 để nõng nhiệt độ của bàn là lờn 700C. + Tớnh nhiệt lượng cần cung cấp Q theo Q1 và H.

+ Từ Q= I2.R.t=> tớnh t.

Đs : a) 4,54A ; b) 84,4Ω ; c) 32s

Bài 2. Một bếp điện hoạt động ở hiệu điện thế 220V.

a) Tớnh nhiệt lượng tỏa ra của dõy dẫn trong thời gian 25phỳt theo đơn vị Jun và đơn vị calo. Biết điện trở của nú là 50Ω.

b) Nếu dựng nhiệt lượng đú thỡ đun sụi được bao nhiờu lớt nước từ 200C.Biết nhiệt dung riờng và khối lượng riờng của nước lần lượt là 4200J/kg.K và 1000kg/m3.

Bỏ qua sự mất mỏt nhiệt. GỢI í:

a) Tớnh nhiệt lượng Q tỏa ra trờn dõy dẫn theo U,R,t. b) Tớnh lượng nước được đun sụi bởi nhiệt lượng núi trờn. + Tớnh m từ Q= C.m.∆t.

+ Biết m, D tớnh V. Đs: a) 1452000 J = 348480 Cal; b) 4,32 lớt.

Bài 3.Người ta đun sụi 5l nước từ 200C trong một ấm điện bằng nhụm cú khối lượng 250g mất 40phỳt. Tớnh hiệu suất của ấm. Biết trờn ấm cú ghi 220V- 1000W, hiệu điện thế nguồn là 220V. cho nhiệt dung riờng của nước và nhụm lần lượt là 4200J/kg.K và 880J/kg.K

GỢI í:

+ Tớnh nhiệt lượng ấm nhụm và nước thu vào: Qthu (theo C1,C2, m1, m2 và ∆t) + Tớnh nhiệt lượng do dõy điện trở ấm tỏa ra trong 40phỳt: Qtỏa theo P,t. + Tớnh hiệu suất của ấm.

Đs: 71%.

Bài 4.Người ta mắc hai điện trở R1= R2=50Ω lần lượt bằng hai cỏch nối tiếp và song song rồi nối vào mạch điện cú hiệu điện thế U= 100V.

a) Tớnh cường độ dũng điện qua mỗi điện trở trong mỗi trường hợp.

b) Xỏc định nhiệt lượng tỏa ra trờn mỗi điện trở trong hai trường hợp trong thời gian 30phỳt. Cú nhận xột gỡ về kết quả tỡm được.

GỢI í:

a) Khi (R1 nt R2): tớnh I1, I2. +) Khi (R1// R2): tớnh I1, I2.

b) Tớnh nhiệt lượng tỏa ra trờn mỗi điện trở khi (R1 nt R2); (R1// R2). Lưu ý: R1= R2<=> Q1?Q2. Lập tỉ số: ' ' 1 2 1 2 Q Q

Q = Q tớnh ra kết quả rồi đưa ra nhận xột.

Đs: a) + Khi (R1 nt R2 ) thỡ I1 = I2 = 1A. + Khi (R1// R2) thỡ I1= I2= 2A. b) 9000J.

Bài 5.Giữa hai điểm A và B cú hiệu điện thế 120V, người ta mắc song song hai dõy kim lọai. Cường độ dũng điện qua dõy thứ nhất là 4A, qua dõy thứ hai là 2A.

a) Tớnh cường độ dũng điện trong mạch chớnh.

b) Tớnh điện trở của mỗi dõy và điện trở tương đương của mạch. c) Tớnh cụng suất điện của mạch và điện năng sử dụng trong 5giờ.

d) Để cú cụng suất của cả đoạn là 800W người ta phải cắt bớt một đoạn của đoạn dõy thứ hai rồi mắc song song lại với dõy thứ nhất vào hiệu điện thế núi trờn. Hóy tớnh điện trở của đoạn dõy bị cắt đú.

GỢI í:a) Tớnh IAB theo 2 dũng mạch rẽ. b.+ Dựa vào cụng thức R=U I để tớnh R1 , R2. + Tớnh RAB c, Tớnh P theo U, I. + Tớnh A theo P,t.

a)

Gọi R'

2 là điện trở của đoạn dõy bị cắt. + Tớnh I qua đoạn mạch (R1//R2) theo P,U. + Tớnh R ABtheo U,I. + Tớnh R 2 Từ R AB= ' 1 2 ' 1 2 . R R R +R

+ Tớnh điện trở của đoạn dõy cắt : RC= R2 - R 2.

Đs: a) 6A; b) 30Ω; 60Ω; 20Ω; c) 720W; 12 960 000J = 12 960 kJ; d) 15Ω

Bài 6.Đường dõy dẫn từ mạng điện chung tới 1 gia đỡnh cú chiều dài tổng cộng là 40m và cú lừi bằng đồng tiết diện 0,5mm2.Hiệu điện thế cuối đường dõy(tại nhà) là 220V. Gia đỡnh này sử dụng cỏc dụng cụ điện cú tổng cụng suất là 165W trung bỡnh 3 giờ mỗi ngày. Biết điện trở suất của đồng là 1,7.10-8Ωm.

a) Tớnh điện trở của toàn bộ dõy dẫn từ mạng điện chung tới gia đỡnh. b) Tớnh nhiệt lượng tỏa ra trờn dõy dẫn trong 30 ngày ra đơn vị kW.h. GỢI í:

a) Tớnh điện trở R của toàn bộ đường dõy theo ρ,l,S. b) Tớnh cường độ dũng điện I qua dõy dẫn theo P,U.

+ Tớnh nhiệt lượng Q tỏa ra trờn đường dõy theo I,R,t ra đơn vị kW.h.

Đs: a) 1,36Ω; b) 247 860J = 0,069kWh. III. Luyện tập.

Bài 1. Một bếp điện khi hoạt động bỡnh thường cú điện trở R =120Ω và cường độ dũng điện qua bếp khi đú là 2,4A.

a) Tớnh nhiệt lượng mà bếp tỏa ra trong 25 giõy.

b) Dựng bếp trờn để đun sụi 1 lớt nước cú nhiệt độ ban đầu là 250C thỡ thời gian đun nước là 14 phỳt. Tớnh hiệu suất của bếp, coi rằng nhiệt lượng cần đun sụi nước là cú ớch, cho biết nhiệt dung riờng của nước là 4200J/ kg.K. Đs: a) 17280J. b) 54,25%.

Bài 2. Dõy xoắn của một bếp điện dài 12m, tiết diện 0,2mm2 và điện trở suất là 1,1.10-6Ωm. a) Tớnh điện trở của dõy xoắn và nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian 10 phỳt, khi mắc bếp điện này vào hiệu điện thế 220V.

b) Trong thời gian 10 phỳt bếp này cú thể đun sụi bao nhiờu lớt nước từ nhiệt độ 240C. Cho nhiệt dung riờng của nước là 4200 J/ kg.K. Bỏ qua mọi sự mất mỏt nhiệt.

Đs: a) 60Ω, 440000J; b) 1,4l nước. Bài 3. Dựng một bếp điện cú hai dõy điện trở R1 và R2 để đun một lượng nước. Nếu chỉ dựng dõy thứ nhất thỡ sau 25 phỳt nước sụi. Nếu chỉ dựng dõy thứ hai thỡ sau 10 phỳt nước sụi.

Hỏi sau bao lõu lượng nước đú sẽ sụi nếu dựng cả hai dõy khi:

Lê Xuân Đơng - GV THCS Nguyễn Biểu

a) Mắc R1 nối tiếp với R2. b) Mắc R1 song song với R2.

Coi hiệu điện thế U của nguồn là khụng đổi.

Đs: a) 35 phỳt; b) ≈ 7 phỳt. Bài 4.Trờn một điện trở dựng để đun nước cú ghi 220V – 484W. Người ta dựng dõy điện trở trờn ở hiệu điện thế 200V để đun sụi 4 lớt nước từ 300C đựng trong một nhiệt lượng kế.

a) Tớnh cường độ dũng điện qua điện trở lỳc đú.

b) Sau 25 phỳt, nước trong nhiệt lượng kế đó sụi chưa?

c) Tớnh lượng nước trong nhiệt lượng kế để sau 25 phỳt thỡ nước sụi. Biết nhiệt dung riờng của nước là 4200J/kg.K. Bỏ qua sự mất mỏt nhiệt.

Đs: a) 2A ; b) Chưa sụi được; c) 2 lớt.

Bài 5.Cú hai dõy dẫn tiết diện như nhau S = 0,1 mm2, một dõy bằng đồng cú điện trở suất là 1,7.10-8Ωm, một dõy bằng nicrụm cú điện trở suất là 1,1. 10-6Ωm. Dõy nicrụm cú chiều dài ln = 80cm.

a) Tớnh điện trở của dõy nicrụm. Muốn dõy đồng cũng cú điện trở như vậy thỡ chiều dài ld của nú phải bằng bao nhiờu?

b) Người ta mắc nối tiếp hai dõy dẫn(cú chiều dài ln và ld ), rồi mắc chỳng vào hiệu điện thế 110V. Tớnh nhiệt lượng mỗi dõy dẫn tỏa ra chung 1 phỳt.

c) Tớnh nhiệt lượng tỏa ra trong 1 phỳt trờn mỗi cm của từng dõy dẫn. Trong thực tế người ta thấy một dõy dẫn vẫn nguội và một dõy rất núng. Hóy giải thớch tại sao?

Đs: a) 52 m; b) 20 625J; c) Ql = 25 781J; Qd = 396J. Nhiệt lượng tỏa ra trờn mỗi cm của dõy nicrụm lớn gấp 65,1 lần nhiệt lượng tỏa ra trờn mỗi cm của dõy đồng. Nhiệt từ dõy đồng tỏa ra khụng khớ nhanh hơn từ dõy nicrụm ra khụng khớ. Vỡ vậy dõy đồng vẫn mỏt trong khi dõy nicrụm rất núng.

Bài 6.Cú ba điện trở được mắc như sơ đồ hỡnh bờn. Trong cựng khoảng thời gian, khi cú dũng điện chạy qua thỡ điện trở nào tỏa nhiệt lượng nhỏ nhất, lớn

nhất? Giải thớch tại sao?

Đs: 68 600 đồng. GỢI í: + Gọi I là cường độ dũng điện qua điện trở 100Ω, khi đú cường độ dũng điện qua điện trở 20Ω va 30Ω là so với I như thế nào?

+ Dựa vào cụng thức Q = RI2t để tớnh nhiệt lượng tỏa ra trờn mỗi điện trở.

Đs: Q3 > Q1 > Q2. ( Điện trở 30Ω tỏa ra nhiệtlượng lớn nhất,

điện trở 20Ω tỏa ra nhiệt lượng nhỏ nhất).

Bài 7.Một bếp điện gồm hai điện trở R1 và R2. Với cựng một hiệu điện thế và cựng một ấm nước, nếu dựng điện trở R1 thỡ nước trong ấm sụi sau thời gian t1 = 30 phỳt, nếu dựng điện trở

Một phần của tài liệu GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ LỚP 9 (Trang 31 -38 )

×